【題目】如圖所示,在一個范圍足夠大、垂直紙面向里的勻強磁場中,用絕緣細線將金屬棒吊起,使其呈水平狀態(tài).已知金屬棒長L=0.1 m,質量m=0.05 kg,棒中通有I=10 A的向右的電流,取g=10 m/s2.
(1)若磁場的磁感應強度B=0.2 T,求此時金屬棒受到的安培力F的大小;
(2)若細線拉力恰好為零,求磁場的磁感應強度B的大�。�
【答案】(1) 0.2 N;(2)0.5 T;
【解析】試題分析:根據(jù)左手定則,讓磁感線從掌心進入,并使四指指向電流的方向,這時拇指所指的方向就是導線受的安培力的方向.根據(jù)F=BIL來計算安培力的大小即可.
解:(1)導體棒長為L=0.1m,磁感應強度B=0.2T,電流為I=10A,并且導體棒和磁場垂直,
所以導體棒受到的安培力大小為
F=BIL=0.2×10×0.1N=0.2N,
(2)懸線拉力恰好為零,金屬棒受重力和安培力,由金屬棒靜止可得
F=BIL=mg
所以B==0.5T
答:(1)金屬棒受到的安培力F的大小為0.2N;
(2)若細線拉力恰好為零,求磁場的磁感應強度B的大小為0.5T.
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【題目】如圖所示,一根長L=100 cm、一端封閉的細玻璃管開口向上豎直放置,管內用h=25 cm長的水銀柱封閉了一段長L1=30 cm的空氣柱。已知大氣壓強為p0=75 cmHg,若環(huán)境溫度不變,求:
①若將玻璃管緩慢轉至水平并開口向右,求穩(wěn)定后的氣柱長度;
②將玻璃管放于水平桌面上并讓其以加速度a=2g (g為重力加速度)向右做勻加速直線運動(見圖乙),求穩(wěn)定后的氣柱長度。
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【題目】某同學想測量電壓表的內阻,實驗室提供了以下器材:
電壓表V:量程3V,內阻待測;
電流表A1:量程0.6 A,內阻約0.2Ω;
電流表A2:量程1.5mA,內阻約100Ω;
滑動變阻器R1:最大阻值10Ω,額定電流0.3A;
滑動變阻器R2:最大阻值50Ω,額定電流0.5A;
電源E:電動勢4.5V,內阻不計;
多用電表、開關、導線若干。
回答下列問題:
(1)該同學先用多用電表粗測電壓表的內阻,當選用“×10”擋測量時,指針位于圖1中a的位置,更換合適量程后重新測量,指針位于b位置,則該量程為___________選填 “×1”或“×100”)
(2)粗測后,該同學從上述器材中選擇合適器材,設計電路,重新進行實驗,請你在虛線框中畫出實驗電路圖,圖中各元件用題中所給的符號表示___________;
(3)經(jīng)正確操作后,該同學根據(jù)測得的數(shù)據(jù),在直角坐標系中描出了待測電壓表的U-I圖象,但不小心將右邊一部分丟失了,由圖3所示的部分圖象可得,電壓表內阻的測量值RV=___________Ω。
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【題目】如圖甲所示,兩平行金屬導軌間的距離L=0.40m,金屬導軌所在的平面與水平面夾角θ=370,在導軌所在平面內,分布著磁感應強度B=0.50T、方向垂直于導軌所在平面的勻強磁場.金屬導軌的一端接有電動勢E=4.5V、內阻r=0.50Ω的直流電源.現(xiàn)把一個質量m=0.040kg的導體棒ab放在金屬導軌上,導體棒靜止.導體棒與金屬導軌垂直、且接觸良好,導體棒與金屬導軌接觸的兩點間的電阻R0=2.5Ω,金屬導軌電阻不計,g取10m/s2.已知sin370=0.6,cos37=0.80,求:
(1)通過導體棒的電流;
(2)導體棒受到的安培力大�。�
(3)導體棒受到的摩擦力;
(4)若其他條件不變,磁場的大小和方向可以調節(jié),如圖乙所示,其中桿b與導軌之間的摩擦力可能為零的圖是.
(5)若導體棒在題目所述條件下沿導軌向下運動,通過傳感器測得電流隨時間均勻變化,如圖丙所示,求2s內安培力對導體棒的沖量大小和方向.
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【題目】LED光源應用越來越廣泛,高折射率材料對提高LED的性能有很好作用。如圖所示,現(xiàn)有一用高折射率材料制成的半球體,右側豎直面鍍銀,光源S就在其對稱軸上。從光源S發(fā)出的一束光射到球面上的P點,其中一部分光經(jīng)球面反射后恰能豎直向上傳播,另一部分光折射入半球體內,經(jīng)右側鍍銀面第一次反射恰能沿原路返回,若球半徑R=2cm,材料折射率n=,真空中光速為c=3.0×108m/s。求:
Ⅰ.光射到球面上P點時的入射角θ1;
Ⅱ.該光束從進入球面到第一次傳到鍍銀面的時間t。
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【題目】如圖所示為研究影響平行板電容器電容大小因素的實驗裝置.設兩極板的正對面積為S,極板間的距離為d,靜電計指針偏角為θ,平行板電容器的電容為C.實驗中極板所帶電荷量可視為不變,則下列關于實驗的分析正確的是( �。�
A. 保持d不變,減小S,則C變小,θ變大
B. 保持d不變,減小S,則C變大,θ變小
C. 保持S不變,增大d,則C變小,θ變小
D. 保持S不變,增大d,則C變大,θ變大
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【題目】某物理實驗小組采用如圖甲所示的裝置研究平拋運動
(1)安裝實驗裝置的過程中,斜槽末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是_________
A.保證小球飛出時,速度既不太大,也不太小
B.保證小球飛出時,初速度水平
C.保證小球在空中運動的時間每次都相等
D.保證小球運動的軌跡是一條拋物線
(2)某同學每次都將小球從斜槽的同一位置無初速釋放,并從斜槽末端水平飛出。改變水平擋板的高度,就改變了小球在板上落點的位置,從而可描繪出小球的運動軌跡。某同學設想小球先后三次做平拋,將水平板依次放在如圖乙1、2、3的位置,且l與2的間距等于2與3的間距。若三次實驗中,小球從拋出點到落點的水平位移依次為x1、x2、x3,忽略空氣阻力的影響,下面分析正確的是_________。
A.x2-x1=x3-x2 B.x2-x1<x3-x2 C.x2-x1>x3-x2 D.無法判斷
(3)另一同學通過正確的實驗步驟及操作,在坐標紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡。部分運動軌跡如圖丙所示。圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為L,P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點,P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等。重力加速度為g.可求出小球從P1運動到P2所用的時間為_________,小球拋出時的水平速度為_________。
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【題目】如圖,勻強磁場的磁感應強度B=0.5T,邊長為L=10cm的正方形線圈abcd共100匝,線圈電阻r=1Ω,線圈繞垂直于磁感線的軸勻速轉動.ω=2πrad/s,外電路電阻R=4Ω.求:
(1)線圈產(chǎn)生的感應電動勢的最大值
(2)交流電壓表的示數(shù).
(3)線圈轉動一周在電阻R上產(chǎn)生的熱量.
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【題目】如圖所示,帶等量異種電荷的平行金屬板M、N水平正對放置,將一質量為m、電荷量為q的帶負電粒子從靠近上板M的P點由靜止釋放,粒子僅在電場力作用下加速,并從下板N上的小孔Q以大小為v,方向豎直向下(指向圓形磁場的圓心O)的速度進入半徑為R,方向垂直紙面向里的圓形勻強磁場區(qū)域,其在磁場中的運動軌跡所對應磁場區(qū)域圓的圓心角為60°,求:
(1)M、N兩板之間的電勢差;
(2)磁場的磁感應強度大小為B。
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